CHOSUN

유니버설디자인을 기반으로 한 로봇틱스 휠체어에 관한 연구

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Author(s)
윤서앵
Issued Date
2010
Keyword
유니버설디자인 로봇틱스 휠체어
Abstract
유니버설디자인을 기반으로 한 로봇틱스 휠체어에 관한 연구
A Study on Universal Design-based Robotics Wheelchair


인간은 능력에 한계를 갖고 있으며 생태학적 환경에 따라 커다란 차이를 보인다. 이러한 한계를 극복하기 위해 인간은 다양한 도구를 사용하면서 신체의 능력을 보완하고 극대화시키기 위한 노력을 지속적으로 하였다.
인간은 신체적 기능의 장애(impairment)에 의해서 일상생활(Active Daily Living)을 하는데 능력 장애(disability)를 갖게 되고 사회적 불리(handicap)를 초래하게 되므로 신체적 기능을 보완해주고 편리성을 제공해주기 위한 관심과 노력이 필요하다.
따라서 본 연구에서는 이동에 관련된 필수 보장구인 휠체어(wheelchair)를 대상으로 하였다. 현재 사용하고 있는 휠체어 제품을 분석한 결과에서 수동휠체어(국내․외 각각 15개 제품)는 수납공간과 안전장치가 없는 경우가 많았으며, 야간 안전장치는 모든 제품들이 없어서 사용자들의 안전에 위험이 노출될 수 있었다. 그리고 전동휠체어(국내․외 각각 3개 제품)에서는 리프트 기능이 불가능하였다.
휠체어를 사용하는 조사대상자(193명)들의 유니버설 7원칙과 3부원칙을 적용한 'PPP(Product Performance Program) 평가' 분석한 결과에서 수동․전동휠체어 사용자의 영역별 결과에 따라 수동휠체어 사용자는 보건성, 안전성은 높았으나 편리성은 낮았다. 전동휠체어 사용자는 유연성, 보건성은 높았으나 편리성과 안전성은 낮았다. 그리고 전체 조사대상자의 문항별 결과는 사용법 자유, 위생청결은 높았으나 복잡함 배제, 파악하기 쉬운 사용상의 구조는 낮았다. 영역별 결과는 유연성과 보건성은 높았으나 편리성, 공평성은 낮았다.
분석의 결과에 따른 취약한 영역에 보완해야할 점을 로봇 이용 시나리오를 적용하여 로봇이 구현하게 될 로봇의 기능적 요구사항에 따른 보완점을 도출하여 로봇 휠체어 디자인을 다음과 같이 제안하였다.

-. 복잡함을 배제하고 간단한 조작으로 유도할 수 있는 편리성을 개선한 디자인 적용.
-. 사용상의 차별감 배제와 높은 호감도를 가질 질 수 있는 공평성을 개선한 디자인 적용.
-. 사고예방과 사용 중 발생되는 상황에 대한 안전성을 확보할 수 있는 디자인 적용.
-. 사용하기 쉬운 사용법과 구조에 대한 정보성을 확보할 수 있는 디자인 적용.

선행 연구와 분석된 결과에 의해 제안된 로봇 휠체어 디자인을 유니버설관점에서 실용한 제품으로 효과를 거둘 수 있을 것인가에 대한 검증이 필요하다고 사료된다.
A Study on Universal Design-based Robotics Wheelchair


yoon, Su-aeng
Advisor: Prof. Kim, Myong-Joo
Department of Design
Design Graduate School of Chosun University

Human has the limit of its ability and individuals have big differences depending on an ecological environment. To get over this limitation, human has continued struggling to make up for and maximize physical abilities using a variety of tools. When human suffers from an impairment of physical functions, it leads to disability and social handicap in active daily living. For that reason, durational interest and effort to complement physical functions of handicapped people and provide them with convenience are needed.
This study, therefore aims at a wheelchair which is a necessary assisting device for movement. When analyzing wheelchairs used currently, it was found that users could be exposed to danger easily, since majority of manual wheelchairs(15 of domestic products and 15 of foreign products) didn't have storage spaces and safety catches, and even all of them weren't equipped with night safety catches. Also, it was impossible to use lifts of motor wheelchairs(3 of domestic products and 3 of foreign products).
On the other hands, when analyzing 'PPP(Product Performance Program) Assessment' of 193 wheelchair users that the 7 Principles of Universal Design and 3 spare Principles were applied to, manual wheelchair users showed high assessment on health and safety, but showed low assessment on convenience. Also, motor wheelchair users showed high assessment on flexibility and health, but showed low assessment on convenience and safety. According to results of each item, their assessment on free operation and sanitariness was high, but assessment on complication excluded and structure easy to use was low. When analyzing results of each scope of wheelchair users, flexibility and heath were highly assessed, but convenience and fairness were lowly assessed, on the whole.
Based on analysis results, supplement points of existing wheelchairs by functional requirements of robot were detected by applying a robot using scenario. Robot wheelchair designs proposed in this study are as follows;
-. A design which excludes complexity and improves convenience for a simple operation.
-. A design which excludes discrimination of use and improves fairness for a favorable impression.
-. A design which is able to prevent accidents and secure safety against situations to happen during operations.
-. A design which is easy to use and provides information of its structure.
In conclusion, further study needs to verify whether the robot wheelchair design proposed through the previous research and analysis results can be practical or not, from an universal viewpoint.
Alternative Title
A Study on Universal Design-based Robotics Wheelchair
Alternative Author(s)
yun su-aeng
Affiliation
조선대학교 디자인대학원
Department
디자인대학원 제품디자인학전공
Advisor
김명주
Awarded Date
2011. 2
Table Of Contents
목 차

ABSTRACT
제 1 장 서론 .................................................................1
제1절 연구배경 및 목적 .................................................2
제2절 연구방법 및 범위 .................................................4

제 2 장 이론적 배경 ......................................................5
제1절 유니버설디자인(Universal Design)의 이론적 고찰 ....6
1. 유니버설디자인(Universal Design)의 개념 .................6
2. 유니버설 디자인의 원리 ..........................................7
가. 유니버설 디자인(Universal Design)의 4가지 원리 ......8
(1) 기능을 지원하는 디자인 ......................................8
(2) 수용 가능한 디자인 .............................................8
(3) 접근 가능한 디자인 ............................................8
(4) 안전한 디자인 ...................................................8
나. 유니버설 디자인(Universal Design)의 7가지 원칙 ......8
(1) 공평한 사용 ........................................................8
(2) 사용상의 융통성 ...................................................9
(3) 간단하고 직관적인 사용 .........................................10
(4) 인지하기 쉬운 정보 전달 ........................................11
(5) 실수에 대한 방지 ..................................................12
(6) 전체적 움직임의 최소화 .........................................14
(7) 접근과 사용이 가능한 크기와 공간 ...........................15
3. 유니버설 디자인과 PPP(Product Performance Program) 16
가. PPP 개념 ...........................................................16
나. PPP의 구성 ........................................................16
다. PPP 평가법 ........................................................17
제2절 휠체어의 이론적 고찰 .........................................20
1. 휠체어의 개념 ......................................................20
2. 휠체어의 종류 및 구조 ............................................20
가. 휠체어의 종류 ....................................................20
(1) 수동 휠체어 .....................................................20
(2) 전동 휠체어 .....................................................21
나. 휠체어의 구조 ....................................................21
(1) 수동 휠체어 .....................................................21
(2) 전동 휠체어 .....................................................25
제3절 생활지원 로봇 ...................................................27
1. 생활지원 로봇의 개념 .............................................27
2. 생활지원 로봇의 기능 .............................................29
3. 생활지원 로봇 개발에 있어서 디자인의 역할 ...............29
4. 생활지원을 위한 로봇 기술 .......................................30
가. 지능 기술 ............................................................30
나. 기구 ․ 제어 기술 ...................................................31
다. 부품소재 기술 ....................................................31
라. 네트워크 기반 기술 ..............................................31


제 3 장 유니버설디자인을 적용한 휠체어에 대한 연구.........32
제1절 국내․외 휠체어 제품 분석 .....................................33
1. 수동휠체어 제품분석 ...............................................33
가. 휠체어 외형에 대한 분석 ......................................33
나. 휠체어 시트에 대한 분석 ......................................34
다. 휠체어 바퀴에 대한 분석 .....................................35
라. 휠체어 팔받침에 대한 분석 ..................................36
마. 휠체어 발받침에 대한 분석 ...................................37
바. 휠체어 등받이에 대한 분석 ....................................37
사. 휠체어 부속물에 대한 분석 ....................................38
2. 전동휠체어 제품분석 ..............................................38
가. 휠체어 외형에 대한 분석 .......................................38
나. 휠체어 시트에 대한 분석 .......................................40
다. 휠체어 바퀴에 대한 분석 .......................................41
라. 휠체어 팔받침에 대한 분석 ....................................42
마. 휠체어 발받침에 대한 분석 ....................................43
바. 휠체어 등받이에 대한 분석 ....................................44
사. 휠체어 구동시스템에 대한 분석 ..............................45
아. 휠체어 부속물에 대한 분석 ....................................47
제2절 휠체어 사용자의 PPP(Product Performance Program)에 대한 분석 ................................................................49
1. 조사대상 및 조사방법 ..............................................49
2. 조사내용 ...............................................................49
3. 자료의 통계처리 및 분석 ..........................................51
4. 조사결과 ...............................................................51
가. 조사 대상자의 특성 ...............................................51
(1) 일반적 특성 .......................................................51
(2) 장애의 특성 .......................................................54
(3) 휠체어 사용 실태 ................................................55
나. PPP(Product Performance Program)분석 ...............59

제 4 장 유니버설 디자인을 적용한 로봇 휠체어 디자인 제안 67
제1절 디자인 프로세스 .................................................68
제2절 Design Scenario ................................................69
1. 로봇 이용 시나리오 .................................................69
제3절 로봇 시나리오 공유 ............................................70
1. 로봇의 기능적 공유 ................................................70
2. 로봇의 기구적 공유 ................................................71
가. 예상 요구 제원....................................................71
나. 동작부 ............................................................71
다. 조작부 ..............................................................72
라. 감지부 ..............................................................72

제 5 장 결론 ...............................................................73
참고문헌 ....................................................................76
국문초록 ....................................................................79
부록 ..........................................................................81
Degree
Master
Publisher
조선대학교 디자인대학원
Citation
윤서앵. (2010). 유니버설디자인을 기반으로 한 로봇틱스 휠체어에 관한 연구
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/1779
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000241268
Appears in Collections:
Art, Design & Physical Education > Theses(Master)(디자인대학원)
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